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光敏傳感器的原理和應用
時間:2024-10-29 06:25:55
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光敏傳感器是把光信號變成電信號的一種傳感器。光敏傳感器并不局限于檢測可見光,有的還可用于檢測不可見光(包括紅外線、紫外線)。光敏傳感器主要包括:光敏二極管、光敏三極管、光敏電阻、集成光敏傳感器、太陽能電池、圖像傳感器(CCD型、MOS型、CPD型)等。
圖1是利用2CU1光敏二極管構(gòu)成的路燈亮、熄自動控制電路。其原理是:當天快黑時,光敏二極管VD由于無光照,反向電阻增大,于是晶體管VT1的b極電壓升至4V左右,VT1導通,VT2截止,繼電器J釋放,常閉觸點JK閉合,接通220V電路,燈泡點亮。當天明時,由于光敏二極管受到光照,反向電阻減小→VT1的b極電壓下降至0.7V以下→VT1截止→VT2導通→J叮得電吸合有→JK斷開→路燈L熄滅。
圖2是由光敏三極管作為傳感器構(gòu)成的自動控制閃光標志燈實用電路,由5只元件構(gòu)成。其原理是:在白天由于光照較強,光敏三極管VT(3DU5)的c、e極內(nèi)阻較小,使振蕩及驅(qū)動IC(M5232L)的⑦腳電壓高于M5232L內(nèi)部基準電壓,內(nèi)部振蕩器停止工作,驅(qū)動器無輸出,即⑥腳外接的標志燈不亮。當晚上無明顯光照時,VT的c、e極內(nèi)阻增大,使IC⑦腳電壓低于內(nèi)部基準電壓,于是內(nèi)部的振蕩器開始振蕩,驅(qū)動器也開始工作,驅(qū)動標忐燈以1.5~2.0Hz范圍內(nèi)某一頻率閃光。圖中RP為控制靈敏度調(diào)節(jié)電阻,阻值調(diào)大,靈敏度提高;反之變低。
圖3是采用光敏電阻構(gòu)成的光源自動跟蹤電路圖。圖中R1、R2是兩只光敏電阻與RP、R3構(gòu)成電橋,調(diào)節(jié)凸透鏡1和2與R1、R2的距離,使它們的焦點正好落在R1、R2上。在無光源光照時,調(diào)節(jié)RP使電橋平衡,即運放正、反相輸入端電壓相等,輸出端無輸出。此時發(fā)光二極管LED1、LED2均不發(fā)光,對應的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動系統(tǒng)也不工作。當有光照時,R1、R2阻值變小,電橋平衡破壞,此時運放無論是正相輸入端電壓高于反相輸入端,還是反相輸入端電壓高于正相輸入端,它的輸出端均會有輸出,只不過是當正相輸入端電壓高于反相輸入端電壓時,輸出端輸出正電壓,此時LED1點亮。反之,當正相輸入端電壓低于反相輸入端電壓時,輸出端輸出負電壓,此時LED2點亮。圖中R8為靈敏度控制電阻,阻值增大,靈敏度提高,反之亦然。如果在輸出端再接上驅(qū)動電機的驅(qū)動電路(驅(qū)動電機控制透鏡1、2的放置方向),就可以構(gòu)成光源的自動跟蹤系統(tǒng)。如果硅太陽能電池板、太陽能灶、太陽能熱水器的熱接收管能配上這種自動跟蹤系統(tǒng),則其太陽能利用率將會大大提高。
圖1是利用2CU1光敏二極管構(gòu)成的路燈亮、熄自動控制電路。其原理是:當天快黑時,光敏二極管VD由于無光照,反向電阻增大,于是晶體管VT1的b極電壓升至4V左右,VT1導通,VT2截止,繼電器J釋放,常閉觸點JK閉合,接通220V電路,燈泡點亮。當天明時,由于光敏二極管受到光照,反向電阻減小→VT1的b極電壓下降至0.7V以下→VT1截止→VT2導通→J叮得電吸合有→JK斷開→路燈L熄滅。
圖2是由光敏三極管作為傳感器構(gòu)成的自動控制閃光標志燈實用電路,由5只元件構(gòu)成。其原理是:在白天由于光照較強,光敏三極管VT(3DU5)的c、e極內(nèi)阻較小,使振蕩及驅(qū)動IC(M5232L)的⑦腳電壓高于M5232L內(nèi)部基準電壓,內(nèi)部振蕩器停止工作,驅(qū)動器無輸出,即⑥腳外接的標志燈不亮。當晚上無明顯光照時,VT的c、e極內(nèi)阻增大,使IC⑦腳電壓低于內(nèi)部基準電壓,于是內(nèi)部的振蕩器開始振蕩,驅(qū)動器也開始工作,驅(qū)動標忐燈以1.5~2.0Hz范圍內(nèi)某一頻率閃光。圖中RP為控制靈敏度調(diào)節(jié)電阻,阻值調(diào)大,靈敏度提高;反之變低。
圖3是采用光敏電阻構(gòu)成的光源自動跟蹤電路圖。圖中R1、R2是兩只光敏電阻與RP、R3構(gòu)成電橋,調(diào)節(jié)凸透鏡1和2與R1、R2的距離,使它們的焦點正好落在R1、R2上。在無光源光照時,調(diào)節(jié)RP使電橋平衡,即運放正、反相輸入端電壓相等,輸出端無輸出。此時發(fā)光二極管LED1、LED2均不發(fā)光,對應的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動系統(tǒng)也不工作。當有光照時,R1、R2阻值變小,電橋平衡破壞,此時運放無論是正相輸入端電壓高于反相輸入端,還是反相輸入端電壓高于正相輸入端,它的輸出端均會有輸出,只不過是當正相輸入端電壓高于反相輸入端電壓時,輸出端輸出正電壓,此時LED1點亮。反之,當正相輸入端電壓低于反相輸入端電壓時,輸出端輸出負電壓,此時LED2點亮。圖中R8為靈敏度控制電阻,阻值增大,靈敏度提高,反之亦然。如果在輸出端再接上驅(qū)動電機的驅(qū)動電路(驅(qū)動電機控制透鏡1、2的放置方向),就可以構(gòu)成光源的自動跟蹤系統(tǒng)。如果硅太陽能電池板、太陽能灶、太陽能熱水器的熱接收管能配上這種自動跟蹤系統(tǒng),則其太陽能利用率將會大大提高。
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光敏傳感器原理
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